Φοιτητές εφηύραν συσκευή για την ανίχνευση τοξικών αερίων στο περιβάλλον

Η συσκευή που αναπτύχθηκε από μια ομάδα φοιτητών του Ινστιτούτου Τεχνικής Φυσικής του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας του Ανόι μπορεί να ανιχνεύσει τοξικά αέρια NH3, H2S... στο περιβάλλον.

Από το 2021, ο Do Van Minh, φοιτητής του K63 του Ινστιτούτου Τεχνικής Φυσικής, έχει σκεφτεί την ιδέα του σχεδιασμού και της κατασκευής μιας συσκευής για τη μέτρηση τοξικών αερίων στο περιβάλλον. Υπό την καθοδήγηση του λέκτορα, ο Minh, μαζί με τους Truong Hong Cuong, Nguyen Thi Mai Anh και Nguyen Ngoc Minh, υλοποίησαν την ιδέα.

Μετά από 2 χρόνια έρευνας, η συσκευή μέτρησης τοξικών αερίων της φοιτητικής ομάδας αναβαθμίστηκε σε 3 εκδόσεις, με 3 κύρια μέρη, όπως το κέλυφος, το ηλεκτρονικό κύκλωμα ελέγχου, την επεξεργασία σήματος και τον θάλαμο μέτρησης.

Ο Μινχ ανέφερε ότι σε βιομηχανικά περιβάλλοντα παραγωγής, εμφανίζονται συχνά πολλά είδη τοξικών αερίων, όπως οι ομάδες NOx, NH3, H2S και COx, στις οποίες οι ομάδες NOx, H2S, NH3 επηρεάζουν άμεσα την ανθρώπινη υγεία. Η τυπική συγκέντρωση αυτού του αερίου στο εργασιακό περιβάλλον επιτρέπεται να είναι κάτω από 50 ppm. Η συσκευή μέτρησης που κατασκευάζεται από την ομάδα μπορεί να ανιχνεύσει τοξικά αέρια σε χαμηλά επίπεδα (συγκέντρωση αερίου 10 ppm) και θα δώσει προειδοποίηση.

Η συσκευή μέτρησης της συγκέντρωσης αερίου στο περιβάλλον, η οποία εφευρέθηκε από μια ομάδα φοιτητών, διαθέτει μια οθόνη που εμφανίζει την τιμή της συγκέντρωσης. Φωτογραφία: NVCC

Το πιο σημαντικό και δύσκολο σημείο είναι η έρευνα για έναν αισθητήρα που μπορεί να λειτουργεί σαν διακόπτης που επιτρέπει στο κύκλωμα να ενεργοποιείται και να απενεργοποιείται όπως σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Σε αυτήν την εφαρμογή, το τοξικό αέριο λειτουργεί ως εξωτερική κρούση που κάνει τον διακόπτη να λειτουργεί αλλάζοντας την αντίσταση. Η ομάδα επέλεξε το V2O5 ως υλικό για την εφαρμογή του αισθητήρα αερίου. Σε θερμοκρασία δωματίου, το V2O5 μπορεί να αντιδράσει σε ένα μόνο αέριο, την αμμωνία (NH3), αλλά για άλλα τοξικά αέρια όπως H2S, CO, CO2, NO2... δεν υπάρχει σχεδόν καμία αλλαγή, πράγμα που σημαίνει ότι ο αισθητήρας δεν μπορεί να αντιδράσει σε αέρια εκτός από το NH3, δείχνοντας ότι ο αισθητήρας έχει υψηλή επιλεκτικότητα εντός του ορίου συγκέντρωσης αερίου των 500 ppm που ερεύνησε η ομάδα.

Ο Μινχ δήλωσε ότι η πραγματική δοκιμή έδειξε ότι η συσκευή μπορεί να ανιχνεύσει την παρουσία τοξικού αερίου στο περιβάλλον και να δώσει μια προειδοποίηση. Όταν η συγκέντρωση αερίου υπερβεί το τυπικό επίπεδο των 50 ppm, η συσκευή θα δώσει μια προειδοποίηση με ένα σήμα βομβητή. Εκτός από την προειδοποίηση, η συσκευή είναι επίσης ενσωματωμένη με μια οθόνη, η οποία εμφανίζει την τιμή συγκέντρωσης του αερίου που πρόκειται να μετρηθεί και σχεδιάζει μια γραμμή σήματος της αλλαγής της συγκέντρωσης.

Αυτή τη στιγμή στην αγορά υπάρχουν πολλά είδη προϊόντων που μετρούν τοξικά αέρια στο περιβάλλον, τα οποία εισάγονται από την Κίνα, τη Γερμανία, την Ιαπωνία, με τιμές από αρκετά εκατομμύρια έως εκατοντάδες εκατομμύρια VND. Υπάρχουν ορισμένα προϊόντα που έχουν αναπτυχθεί από το Βιετνάμ, αλλά οι περισσότερες από τις κεφαλές μέτρησης αερίων (τσιπ αισθητήρων) πρέπει να εισάγονται από το εξωτερικό.

Ομάδα φοιτητών την ημέρα της απονομής του Εθνικού Βραβείου Φοιτητικής Επιστημονικής Έρευνας 2022. Φωτογραφία: NVCC

Ο καθηγητής Nguyen Duc Hoa, Αναπληρωτής Διευθυντής του Διεθνούς Ινστιτούτου Κατάρτισης για την Επιστήμη των Υλικών (ITIMS) του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας του Ανόι, και εκπαιδευτής, αξιολόγησε ότι πρόκειται για ένα ερευνητικό προϊόν φοιτητών, από την κατασκευή υλικών, τα τσιπ αισθητήρων, έως τα κυκλώματα μέτρησης και την απεικόνιση δεδομένων... Το προϊόν βρίσκεται ακόμη στο στάδιο των δοκιμών, αλλά «το πλεονέκτημα είναι ότι η ομάδα έχει κατασκευάσει ένα τσιπ αισθητήρα, με εξαιρετικά χαρακτηριστικά όπως χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, υψηλό ποσοστό απόκρισης και την ικανότητα ανίχνευσης τοξικών αερίων σε χαμηλές συγκεντρώσεις», δήλωσε ο κ. Hoa. Υποστήριξε ότι το προϊόν χρειάζεται βελτίωση στο σχεδιασμό και σε ορισμένα λειτουργικά χαρακτηριστικά, ώστε να είναι κατάλληλο και βολικό για καθημερινή χρήση.

Η έρευνα της ομάδας κέρδισε πρόσφατα το δεύτερο βραβείο στον Εθνικό Διαγωνισμό Φοιτητικής Επιστημονικής Έρευνας του 2022.

Μπιτς Θάο

Σύνδεσμος πηγής: https://vnexpress.net/sinh-vien-sang-che-thiet-bi-do-khi-doc-trong-moi-truong-4612624.html